高中生物 探究導(dǎo)學(xué)課型 專題2 細(xì)胞工程 2.2.2 動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體同課異構(gòu)課件 新人教版選修3.ppt

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2.2.2 動(dòng)物細(xì)胞融合與單克隆抗體,探究1 動(dòng)物細(xì)胞融合 【研讀教材自主認(rèn)知】 1.概念:動(dòng)物細(xì)胞融合也稱_________,是指___________動(dòng)物細(xì)胞結(jié) 合形成_________的過(guò)程。 2.原理:_______________。 3.誘導(dǎo)融合的三種方法: (1)物理法:例如_____等。 (2)化學(xué)法:例如_________。 (3)生物法:例如___________。,細(xì)胞雜交,兩個(gè)或多個(gè),一個(gè)細(xì)胞,細(xì)胞膜的流動(dòng)性,電激,聚乙二醇,滅活的病毒,4.過(guò)程:,DNA,細(xì)胞膜,細(xì)胞核,5.意義: (1)突破了有性雜交方法的局限,使_________成為可能。 (2)促使了雜交瘤技術(shù)的產(chǎn)生,為制造___________開(kāi)辟了新途徑。,遠(yuǎn)緣雜交,單克隆抗體,【小判斷】 (1)細(xì)胞膜的流動(dòng)性是動(dòng)物細(xì)胞融合的一個(gè)重要的理論基礎(chǔ)。( ) 【分析】?jī)蓚€(gè)細(xì)胞融合過(guò)程要涉及膜的融合,膜的融合是以膜的流動(dòng) 性為基礎(chǔ)的。 (2)動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的主要用途是制備克隆動(dòng)物。( ) 【分析】動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)可以得到雜種細(xì)胞,不能產(chǎn)生克隆動(dòng)物。,√,,(3)動(dòng)植物細(xì)胞融合技術(shù)基本原理相同,誘導(dǎo)融合方法也相同。( ) 【分析】動(dòng)植物細(xì)胞融合技術(shù)基本原理相同;相比較植物體細(xì)胞雜交, 動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)方法為滅活的病毒處理,其他物理化學(xué)誘導(dǎo) 融合的手段與植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中原生質(zhì)體融合方法相同。 (4)滅活的仙臺(tái)病毒在動(dòng)物細(xì)胞工程中可用于誘導(dǎo)細(xì)胞融合。( ) 【分析】滅活的仙臺(tái)病毒在細(xì)胞工程中可作為動(dòng)物細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑。,,√,【合作探究核心歸納】 1.動(dòng)物細(xì)胞融合的過(guò)程和結(jié)果: (1)動(dòng)物細(xì)胞融合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么? 提示:細(xì)胞膜的流動(dòng)性。 (2)融合處理后的細(xì)胞是否可以直接用于培養(yǎng)?為什么? 提示:不可以,還需要篩選。因?yàn)檎T導(dǎo)融合的手段只是促使細(xì)胞間的融合,但不能保證所有的細(xì)胞都發(fā)生融合,形成的融合細(xì)胞也有多種,因此需要篩選。,(3)若只考慮細(xì)胞間的兩兩融合,誘導(dǎo)后形成的融合細(xì)胞有幾種? 提示:有三種,即同種細(xì)胞融合(兩種)和不同種細(xì)胞融合(一種)。 (4)動(dòng)物細(xì)胞完成融合的標(biāo)志是什么? 提示:動(dòng)物細(xì)胞融合時(shí),先是細(xì)胞膜發(fā)生融合,然后是細(xì)胞核的融合。當(dāng)兩個(gè)細(xì)胞核融合后形成具有單核的雜交細(xì)胞,則標(biāo)志著動(dòng)物細(xì)胞融合的完成。,2.動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較: (1)比較動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交所用的促融方法的異同。 提示:二者都可以采用離心、振動(dòng)、電激等物理方法,或者使用化學(xué)試劑聚乙二醇進(jìn)行促融,除上述方法外,動(dòng)物細(xì)胞融合還可以采用滅活的病毒進(jìn)行促融。 (2)經(jīng)促融處理后的細(xì)胞是否均需進(jìn)一步篩選? 提示:是。促融處理后,均會(huì)出現(xiàn)不同種融合細(xì)胞,所以需要對(duì)處理后的細(xì)胞進(jìn)行篩選,選擇出符合要求的雜交細(xì)胞。,【歸納總結(jié)】 動(dòng)物細(xì)胞融合與植物體細(xì)胞雜交的比較,【過(guò)關(guān)小練即時(shí)應(yīng)用】 1.下列關(guān)于細(xì)胞融合的說(shuō)法,不正確的是 ( ) A.動(dòng)物細(xì)胞融合首先用酶解法分散成單個(gè)細(xì)胞 B.動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同 C.融合后的動(dòng)物細(xì)胞具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳信息 D.動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合都可用滅活的病毒進(jìn)行誘導(dǎo),【解題指南】解答本題需明確以下兩點(diǎn): (1)細(xì)胞融合的基本原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性。 (2)誘導(dǎo)方法包括物理法、化學(xué)法、生物法。,【解析】選D。在動(dòng)物細(xì)胞融合前需用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將動(dòng)物組織分散成單個(gè)細(xì)胞,A正確;動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理都是細(xì)胞膜的流動(dòng)性,B正確;融合后的動(dòng)物細(xì)胞因?yàn)楹兴诤霞?xì)胞的細(xì)胞核,所以具有原來(lái)兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞的遺傳信息,C正確;常用的動(dòng)物細(xì)胞融合的誘導(dǎo)因子是聚乙二醇和滅活的病毒,其中聚乙二醇既可用于促進(jìn)植物原生質(zhì)體融合,又可用于促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞融合,而滅活的病毒只能用于促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞的融合,D錯(cuò)誤。,2.(2015新鄉(xiāng)高二檢測(cè))如圖表示將人成纖維細(xì)胞與小鼠細(xì)胞進(jìn)行融合,獲得部分雜種細(xì)胞的過(guò)程(注:雜種細(xì)胞中人類的染色體會(huì)隨機(jī)丟失,各種雜種細(xì)胞保留人類染色體的種類和數(shù)量是不同的)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:,(1)圖中誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)因素有____________________ (至少寫(xiě)出兩種),再用特定的 培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,得到雜 種細(xì)胞。 (2)培養(yǎng)雜種細(xì)胞時(shí),根據(jù)細(xì)胞所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的種類和數(shù)量嚴(yán)格配制培 養(yǎng)基,此外經(jīng)常會(huì)在培養(yǎng)基中加入 。培養(yǎng)過(guò) 程中細(xì)胞需置于含CO2的混合氣體的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),CO2的主要作用是 維持培養(yǎng)液的 。,(3)若只考慮人的成纖維細(xì)胞與小鼠細(xì)胞兩兩融合形成的雜種細(xì)胞,假如每種雜種細(xì)胞只保留了人的1條染色體,從染色體組成的角度考慮,雜種細(xì)胞可能有 種。,【解題指南】解答本題的關(guān)鍵有兩點(diǎn): (1)動(dòng)物細(xì)胞融合過(guò)程中需要用動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。 (2)人體內(nèi)有22對(duì)常染色體,1對(duì)性染色體,共24種。,【解析】(1)誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法包括物理方法(如電激)、化學(xué)方法(如聚乙二醇)、生物方法(如滅活的病毒)。通過(guò)選擇性培養(yǎng)基將雜種細(xì)胞篩選出來(lái)。(2)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)液一般包括糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素、動(dòng)物血清、動(dòng)物血漿。(3)人體細(xì)胞中含有24種染色體,分別是22種常染色體和2種性染色體(即X染色體和Y染色體)。 答案:(1)聚乙二醇(PEG)、滅活的病毒、電激(寫(xiě)出兩種即可) 選擇性 (2)動(dòng)物血清、血漿 pH (3)24,【互動(dòng)探究】若不考慮染色體的丟失,當(dāng)細(xì)胞兩兩融合時(shí)可以形成幾種融合細(xì)胞?在混合體系中有幾種細(xì)胞? 提示:有三種融合細(xì)胞。在混合體系中有五種細(xì)胞,即三種融合細(xì)胞和兩種未融合細(xì)胞。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】 1.某同學(xué)在學(xué)習(xí)“細(xì)胞工程”時(shí),列表比較動(dòng)植物細(xì)胞工程的有關(guān)內(nèi)容,你認(rèn)為錯(cuò)誤的是 ( ),【解析】選B。細(xì)胞工程中促進(jìn)細(xì)胞融合時(shí),植物細(xì)胞常采用物理法和化學(xué)法,動(dòng)物細(xì)胞除了采用物理法和化學(xué)法外,還可采用滅活的病毒促融。,2.動(dòng)物細(xì)胞融合特有的誘導(dǎo)方法是 ( ) A.PEG B.滅活的病毒 C.電激 D.離心 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵在于明白動(dòng)物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交過(guò)程的區(qū)別。 【解析】選B。常用的動(dòng)物細(xì)胞融合的誘導(dǎo)因子是聚乙二醇和滅活的病毒。其中聚乙二醇既可用于促進(jìn)植物原生質(zhì)體融合,又可用于促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞融合。而滅活的病毒只能用于促進(jìn)動(dòng)物細(xì)胞的融合。,探究2 單克隆抗體的制備 【研讀教材自主認(rèn)知】 1.傳統(tǒng)抗體的制備: (2)缺點(diǎn):產(chǎn)量低、_____低、_______差。,抗原,血清,純度,特異性,2.單克隆抗體的制備: (1) (2)解決思路:將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合為_(kāi)__________。,特異性抗體,無(wú)限增殖,無(wú)限增殖,抗體,雜交瘤細(xì)胞,(3)制備過(guò)程:,抗原蛋白,脾臟細(xì)胞,骨髓瘤細(xì)胞,B淋巴細(xì)胞,雜交瘤,細(xì)胞,克隆化,抗體,體外,小鼠腹腔,細(xì)胞培養(yǎng)液,腹水,(4)單克隆抗體的特點(diǎn):_______強(qiáng)、_______高,并可大量制備。,特異性,靈敏度,【小判斷】 (1)制備單克隆抗體所用的B淋巴細(xì)胞是經(jīng)過(guò)免疫的B淋巴細(xì)胞。( ) 【分析】只有經(jīng)過(guò)免疫后的動(dòng)物體內(nèi)才會(huì)出現(xiàn)能產(chǎn)生針對(duì)特定抗原的 抗體的B淋巴細(xì)胞。,√,(2)動(dòng)物雜交瘤細(xì)胞產(chǎn)生單克隆抗體能體現(xiàn)細(xì)胞全能性。 ( ) 【分析】細(xì)胞全能性是指已分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的 潛能,所以判斷是否體現(xiàn)細(xì)胞全能性的依據(jù)是看其能否發(fā)育成完整個(gè) 體;雜交瘤細(xì)胞的培養(yǎng)是細(xì)胞水平上的克隆,不能體現(xiàn)細(xì)胞全能性。 (3)通過(guò)直接培養(yǎng)受抗原刺激的B淋巴細(xì)胞也可以獲得單克隆抗體。 ( ) 【分析】受抗原刺激的B淋巴細(xì)胞為漿細(xì)胞,是高度分化的動(dòng)物細(xì)胞, 能分泌抗體,但不能進(jìn)行無(wú)限增殖,難以獲得單克隆抗體。,,,(4)現(xiàn)代技術(shù)手段治療癌癥時(shí),能讓治療癌癥的藥物只殺癌細(xì)胞,而對(duì) 正常細(xì)胞無(wú)影響。 ( ) 【分析】用單克隆抗體連接抗癌藥物制成“生物導(dǎo)彈”,可以專殺癌 細(xì)胞而對(duì)正常細(xì)胞不產(chǎn)生影響。,√,【合作探究核心歸納】 1.單克隆抗體的制備過(guò)程: (1)試思考制備單克隆抗體時(shí),不直接用經(jīng)過(guò)免疫的B淋巴細(xì)胞(漿細(xì)胞)來(lái)獲得單克隆抗體的原因是什么? 提示:用于獲得雜交瘤細(xì)胞的B淋巴細(xì)胞為漿細(xì)胞,是高度分化的動(dòng)物細(xì)胞,培養(yǎng)時(shí)很難恢復(fù)分裂能力,不能進(jìn)行無(wú)限增殖,難以獲得單克隆抗體。,(2)制備單克隆抗體過(guò)程中出現(xiàn)的細(xì)胞分別具有什么樣的特點(diǎn)? ①免疫過(guò)的B淋巴細(xì)胞:______________________________; ②骨髓瘤細(xì)胞:_________________________; ③雜交瘤細(xì)胞:______________________________。 (3)單克隆抗體制備過(guò)程中用到了哪些技術(shù)手段? 提示:動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合。,能產(chǎn)生單一抗體,但不能無(wú)限增殖,能無(wú)限增殖但不能產(chǎn)生抗體,既能無(wú)限增殖,又能產(chǎn)生單一抗體,(4)選擇雜交瘤細(xì)胞的兩步篩選的目的各是什么? 第一步篩選的目的:_______________。 第二步篩選的目的:___________________________________。,獲得雜交瘤細(xì)胞,獲得能產(chǎn)生所需單一抗體的雜交瘤細(xì)胞,2.單克隆抗體的應(yīng)用: (1)單克隆抗體主要有哪些優(yōu)點(diǎn)? 提示:單克隆抗體最主要的優(yōu)點(diǎn)在于它的特異性強(qiáng)、靈敏度高,并能大量制備。 (2)“生物導(dǎo)彈”可用于臨床癌癥的治療,請(qǐng)根據(jù)功能分析“生物導(dǎo)彈”的組成及優(yōu)點(diǎn)。 提示:①組成:“生物導(dǎo)彈”=單克隆抗體+化學(xué)藥物(或放射性同位素或細(xì)胞毒素); ②優(yōu)點(diǎn):療效高、毒副作用小。,【規(guī)律方法】B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞融合后的細(xì)胞類型及選擇依據(jù) (1)細(xì)胞類型(若僅考慮兩兩融合的情況)。 ①兩個(gè)B淋巴細(xì)胞融合的細(xì)胞。 ②兩個(gè)骨髓瘤細(xì)胞融合的細(xì)胞。 ③雜交瘤細(xì)胞。 (2)選擇依據(jù)。 ①用特定的選擇培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,如用HAT培養(yǎng)基選擇雜交瘤細(xì)胞。 ②免疫法,即抗原—抗體雜交法。,【歸納總結(jié)】單克隆抗體的制備 (1)關(guān)鍵思路及操作依據(jù)。,②用B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合的原因。 a.每一種B淋巴細(xì)胞只能分泌一種特異性抗體,不同種類的B淋巴細(xì)胞分泌的抗體不同。 b.B淋巴細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)不能無(wú)限增殖,骨髓瘤細(xì)胞能夠無(wú)限增殖。,(2)單克隆抗體制備過(guò)程中的篩選及原因。 ①第一次篩選是在B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合之后,篩選出雜交瘤細(xì)胞,淘汰未融合細(xì)胞和同種細(xì)胞融合而成的細(xì)胞。 ②第二次篩選需先在多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng),在每個(gè)孔只有一個(gè)雜交瘤細(xì)胞的情況下開(kāi)始培養(yǎng),然后再篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群。由于該細(xì)胞群是由單個(gè)雜交瘤細(xì)胞克隆來(lái)的,所以產(chǎn)生的抗體一定是化學(xué)性質(zhì)單一、特異性強(qiáng)的單克隆抗體。,【過(guò)關(guān)小練即時(shí)應(yīng)用】 1.(2015三亞高二檢測(cè))關(guān)于單克隆抗體,下列敘述不正確的是 ( ) A.可以制成診斷盒,用于疾病的診斷 B.可以與藥物結(jié)合,用于病變細(xì)胞的定向治療 C.可以利用基因工程技術(shù)生產(chǎn) D.可以在生物體內(nèi)生產(chǎn),不能在體外生產(chǎn),【解題指南】解答本題的關(guān)鍵點(diǎn)有: (1)雜交瘤細(xì)胞可以在動(dòng)物體內(nèi)培養(yǎng)也可以在體外培養(yǎng)。 (2)單克隆抗體可以制成生物導(dǎo)彈。 (3)基因工程也可以生產(chǎn)單克隆抗體。,【解析】選D。目前,體外制備單克隆抗體的方法是將B淋巴細(xì)胞與骨髓瘤細(xì)胞融合,形成雜交瘤細(xì)胞,在體外、體內(nèi)都可以進(jìn)行培養(yǎng),最后經(jīng)提取獲得單克隆抗體。由于單克隆抗體有較強(qiáng)的特異性,所以可制成診斷盒用于疾病診斷,也可以與藥物結(jié)合,用于病變細(xì)胞的定向治療,還可以用基因工程技術(shù)生產(chǎn)。,2.(2013重慶高考)下圖是單克隆抗體制備流程的簡(jiǎn)明示意圖。下列有關(guān)敘述,正確的是 ( ),A.①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的效應(yīng)T淋巴細(xì)胞 B.②中使用胰蛋白酶有利于雜交瘤細(xì)胞的形成 C.③同時(shí)具有脾臟細(xì)胞和鼠骨髓瘤細(xì)胞的特性 D.④是經(jīng)篩選培養(yǎng)獲得的能分泌特異性抗體的細(xì)胞群 【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是首先要弄明白圖中各序號(hào)的含義: ①是B淋巴細(xì)胞(漿細(xì)胞),②過(guò)程是動(dòng)物細(xì)胞融合,③是雜交細(xì)胞,④是 經(jīng)篩選得到的雜交瘤細(xì)胞。,【解析】選D。本題考查動(dòng)物細(xì)胞工程中的制備單克隆抗體。①是從已免疫的小鼠脾臟中獲得的B淋巴細(xì)胞(漿細(xì)胞),A項(xiàng)錯(cuò)誤;胰蛋白酶可使組織分散為單個(gè)細(xì)胞,B項(xiàng)錯(cuò)誤;③為雜交細(xì)胞,若是B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成的雜交細(xì)胞,才同時(shí)具有B淋巴細(xì)胞(可產(chǎn)生抗體)和骨髓瘤細(xì)胞(可無(wú)限增殖)的特性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;④是經(jīng)篩選后獲得的能夠分泌特異性抗體的雜交瘤細(xì)胞,D項(xiàng)正確。,【互動(dòng)探究】 (1)體外培養(yǎng)骨髓瘤細(xì)胞,會(huì)不會(huì)出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象?為什么? 提示:不會(huì)。骨髓瘤細(xì)胞是一種癌細(xì)胞,細(xì)胞表面糖蛋白減少,失去了接觸抑制作用。 (2)體外培養(yǎng)③時(shí),應(yīng)提供什么條件? 提示:無(wú)菌、無(wú)毒的環(huán)境;必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如葡萄糖、氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、維生素等;適宜的溫度和pH;提供氧氣和二氧化碳。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】用a表示骨髓瘤細(xì)胞,b表示B淋巴細(xì)胞,則細(xì)胞融合過(guò)程中兩次篩選的目的分別為 ( ) A.a、aa、ab、bb、b→a、aa、ab→ab培養(yǎng) B.a、aa、ab、bb、b→ab、bb、b→ab培養(yǎng) C.a、aa、ab、bb、b→ab→產(chǎn)生特定抗體的ab培養(yǎng) D.a、aa、ab、bb、b→aa→能無(wú)限增殖的aa培養(yǎng),【解析】選C。將a與b融合,再用特定的選擇性培養(yǎng)基進(jìn)行篩選,未融合的親本細(xì)胞和融合的具有同種核的細(xì)胞都會(huì)死亡,只有融合的雜種細(xì)胞ab才能生長(zhǎng);對(duì)上述經(jīng)選擇性培養(yǎng)的ab還需進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測(cè),經(jīng)多次篩選就可獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的ab細(xì)胞。,